JP2013526719A - リン脂質の分離を行うための方法、組成物、装置およびキット - Google Patents

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Abstract

生化学試料中の小分子からリン脂質およびタンパク質を分離するための方法、キットおよび装置は、湿潤バリア、少なくとも1つのフリット、および分離媒体を有する機器を特徴とすることができる。例えば、機器は、出口および入口を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁;湿潤バリアと出口との間にある分離媒体空間と、湿潤バリアと入口との間にある試料受入領域とを画定するように、出口と入口との間に配置される湿潤バリア;および湿潤バリアに近接して配置され、リン脂質に対して特異的親和性を有する分離媒体を含むことができる。湿潤バリアは、(i)第1の力の下で、試料受入領域において液体試料およびタンパク質沈殿剤を保持し、これにより、タンパク質沈殿物および処理された試料の形成を容易にし、(ii)第1の力よりも大きい第2の力の下で、処理された試料を湿潤バリアおよび分離媒体に流し、これにより、試料受入領域においてタンパク質沈殿物を保持し、分離媒体においてリン脂質を保持し、小分子を溶出するように適合される。

Description

本発明は、クロマトグラフィーを行うための装置および方法を対象とする。より詳細には、本発明の実施形態は、リン脂質を試料の他の成分から分離するための装置および方法を特徴とする。
多くの生体試料(例えば、臨床、診断および研究の場における)は、タンパク質、ペプチドおよびリン脂質などのマトリックス化合物を含む。そのような試料としては、例えば、血漿、血清、分泌物、体液、細胞および組織がある。しかし、より広い意味では、試料には、個人が分離または分析することを望む、いかなる混合物も含めることができる。混合物は、1種以上の溶解または懸濁化合物(例えば、対象化合物または分析物)を含む、(例えば、水および/または他の液体、および気体を含めた)流体であり得る。そのような試料を調査および/または分析するために、少なくとも1種のマトリックス化合物は、分離、除去、濃縮および/または単離することができる。混合物または試料に存在する1種以上の化合物を分離、除去、濃縮および/または単離するそのような方法は、クロマトグラフィーとして一般に知られている。
クロマトグラフィーは、試料に対する化合物の親和性と、第2相(例えば、クロマトグラフィー媒体)に対する化合物の親和性との違いに基づいて、化合物を分離、除去、濃縮および/または単離することができる。クロマトグラフィーは、試料と第2相の相対的移動によって容易にすることができる。例えば、混合物(例えば、移動相)は、粒子充填層または多孔質モノリス構造(例えば、固定相)に対して一般に移動させる。
血液、血漿、組織、分泌物などの生体由来の試料は、様々なタンパク質、ペプチドおよび/またはリン脂質の組み合わせを含むことが多い。そのような試料はまた、より小さい分子、および/または他の対象化合物も含み得る。タンパク質およびペプチドは、アミノ酸のポリマーであり、試料中に存在することが多い。リン脂質は、リン酸官能基および疎水性の高い官能基を含有する、脂質の一種である。別の分類の脂質、グリセロリン脂質は、誘導体化されたリン酸極性頭部基をC−1の位置に有するグリセロール残基に結合した、1本または2本の長い飽和および/または不飽和炭化水素尾部を含有する。その極性頭部基の組成は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリンまたはホスファチジルエタノールアミン脂質を形成するために、それぞれ、コリン、セリンまたはエタノールアミンによって誘導体化されたリン酸基である。より小さい分子(例えば、薬剤または薬剤候補などの有機小分子)は、広範囲の化学的および物理的特性を有し得る。そのような構成成分の混合物間の化学的および物理的特性が広く異なることにより、クロマトグラフィー上の課題が生じ得る。
本発明の実施形態は、リン脂質分離のための媒体、方法、装置およびキットを特徴とする。例えば、本発明は、リン脂質を試料の他の成分から分離するために使用することができる。試料の他の成分としては、タンパク質、ペプチド、核酸、オリゴヌクレオチド、および/または、有機分子、既知の薬剤化合物、有望な薬剤化合物、脂質、糖、炭水化物、他のバイオ分子およびバイオポリマーなどの他の対象化合物などを挙げることができる。
一実施形態は、流体試料に溶解または懸濁して潜在的に含まれている、タンパク質およびリン脂質の分離を行って、小分子分析物の分析を可能にするための装置を対象とする。該装置は、以下の要素、すなわち、ハウジング、少なくとも1つの湿潤バリア(wetting barrier)、分離媒体および少なくとも1つの第1フリットを含む。ハウジングは、出口開口部および入口開口部を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁を有する。少なくとも1つの湿潤バリア要素は、出口開口部に近い、チャンバー内の分離媒体空間と、入口開口部に近い試料受入領域とを画定するために、チャンバーの中に位置する。試料受入領域は、少なくとも1つの試料および少なくとも1種のタンパク質沈殿剤を受け入れるためにある。少なくとも1つの湿潤バリア要素は、試料受入領域において、少なくとも1つの試料、少なくとも1種のタンパク質沈殿剤および1種以上の沈殿タンパク質を留めておき、処理された試料を放出および形成するためにある。処理された試料は、4”Hgより大きい、チャンバーにわたるガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用時に、分離媒体に放出される。分離媒体は、チャンバーの分離空間に入っている。分離媒体は、リン脂質に対して特異的親和性を有する。少なくとも1つの第1フリットは、組み込まれて、少なくとも1つの湿潤要素の一部である、または分離媒体と入口開口部との間に位置する。その少なくとも1つの第1フリットは、少なくとも20”Hgの圧力差またはこれに等しい遠心力をチャンバーに適用した時に、湿潤バリア要素と組み合わせた前記フリットがタンパク質沈殿薬を保持することを可能にするために、タンパク質沈殿薬を保持する大きさを有する複数の第1フリット開口部を有する。該装置は、試料受入領域において、試料および少なくとも1種のタンパク質沈殿剤を受け入れ、タンパク質が試料受入領域内に存在した場合に、沈殿タンパク質を形成し、チャンバーにわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用時に、該フリット上で沈殿タンパク質を収集して、前記分離媒体上にリン脂質を保持するように適合され、小分子が出口開口部から溶出するのを可能にする。
種々の実施形態では、リン脂質に対する特異的親和性は、リン脂質の高い保持(例えば、>85%、>90%、>95%)の実現に反映される。種々の実施形態では、リン脂質に対する特異的親和性は、少なくとも2つの同時に存在する特定のタイプの相互作用物により、リン脂質が分離媒体と相互作用した結果として生じる。分離媒体上の2つのタイプの相互作用基としては、これらだけに限定されないが、(i)シラノール基または他の極性基、および(ii)C18基または他の疎水性基を挙げることができる。これらの少なくとも2つの同時に存在する特定のタイプの相互作用物の組み合わせは、非リン脂質様構造を有する類似の非極性分子の保持よりも、リン脂質の保持を高めることができる。
種々の実施形態では、湿潤バリアは、(i)第1の力の下で、液体試料を保持し、(ii)第1の力よりも大きい第2の力の下で、その試料を湿潤バリアに流すように適合される。正確な力は、試料溶媒および組成、湿潤バリア材料および機器構成(例えば、試料受入領域における湿潤バリア表面)を含めた、いくつかの要因に基づいて変わる。種々の実施形態では、湿潤バリアは、試料、および、少なくとも75体積%アセトニトリルを含有する試料とアセトニトリルとの混合物と、90°より大きい接触角(非湿潤)を示す多孔質要素であり得る。多孔質要素の細孔径は、4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力が流体に適用されるまで、分離媒体の上方の試料混合物を保持するように選択され、浸透を妨げる。本明細書に記述した例について、この力は、一般に、約2.5lbs/インチに等しい。
いくつかの実施形態では、フリット開口部は、タンパク質沈殿薬の形成、およびタンパク質沈殿薬を形成する条件と協働するように選択される。大きなタンパク質沈殿薬には、穏やかな混合および/またはより長い反応時間が好適であり得る。例示的装置は、約5から500ミクロン、または10から100ミクロンの開口部を有する、第1フリットおよび少なくとも1つの湿潤バリア要素を特徴とすることができる。タンパク質沈殿薬およびリン脂質を保持することなどの、保持するという用語は、本明細書で使用する場合、必ずしも完全(例えば、100%保持)ではない。この用語は、例えば、50%、または75%、好ましくは90%のタンパク質沈殿薬および/またはリン脂質の保持を示すのに使用することができる。他の例としては、55、65、70、80、85、86、87、88、89、91、92、93、94、95、96、97、98または99%保持がある。
該装置の一態様は、第1フリット上のフルオロカーボンポリマー被覆物である、少なくとも1つの湿潤バリア要素を特徴とする。該装置の別の態様は、フリット、穴あきシート、スクリーン、膜、布およびフィルターの群から選択される、少なくとも1つの湿潤バリア要素を特徴とする。該装置の別の態様は、前記試料と接触して置かれる、疎水性である表面を有し、また、接触角および表面張力と組み合わさって、少なくとも75体積%アセトニトリルを含有する試料混合物による、分離媒体の浸透を妨げる細孔径も場合によって有する、少なくとも1つの湿潤バリア要素を対象とする。1つのそうした疎水性表面は、フルオロカーボンポリマーである。このフルオロポリマー表面は、湿潤バリア要素の全体にわたって保有または存在することができる、または被覆物として存在することができる。
出口開口部の近くに位置する第2フリットをさらに含む、本装置の一態様。第2フリットは、チャンバー内の分離媒体を維持する。第2フリットとしては、例えば、1つ以上のフリット、膜、穴あきシート、スクリーン、フィルターおよびこれらの同等物を挙げることができる。
本装置の実施形態は、単一のチャンバー、または、複数のチャンバーを有するハウジングを示すことができる。本発明の一態様は、96個のチャンバー、または8個のチャンバーの他の倍数個を有するように構成され、配置されるハウジングを特徴とする。該装置は、プレート状形式におけるチャンバーを与えるように構成され、配置される。
本装置の一態様は、(例えば、チャンバーが試料を受け入れた後にチャンバーを閉じる)キャップを特徴とする。一態様では、キャップは、チャンバーにわたる圧力差(例えば、チャンバーの入口で適用される正圧)を生み出すために流体圧源を受け入れるように構成され、配置される。別の態様では、キャップは、チャンバーにわたる圧力差(例えば、チャンバーの出口で適用される負圧または吸入力)を生み出すために負の流体圧力の適用を支えるように構成され、配置される。一態様では、装置は、単一のチャンバーと単一のキャップ;または単一のハウジング中の複数のチャンバーと複数のキャップ;または単一のハウジング中の複数のチャンバーと、チャンバーと協働するように配置される、単一のキャップ部品中の複数のキャップ要素;を有するように構成され、配置される。
本装置の一態様は、遠心機に合うように構成され、配置されるハウジングである。該装置は、単一のチャンバーを有するハウジングを与える。本発明の別態様は、前記チャンバーを空にするために真空源と協働するように構成され、配置される装置である。
該装置の一態様は、下式1に示すコア組成物および表面組成物を有する、吸着剤を対象とする:
W−[X]−Q 式1
上で使用する、Xは、コア組成物を表し、WおよびQは、Xではないコアまたは表面組成物の自由原子価を占有する、または、WおよびQが表面組成物を形成するように、Wは、水素またはヒドロキシル基であり、Qは、水素、ヒドロキシルおよび脂肪族シラン基の群から選択される。
好ましいXは、無機(シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア)または無機/有機ハイブリッド材料である、モノリシックで、球状の、粒状で、表面上多孔質で、不規則な材料である。また、これに含まれるのは、多孔質の無機(シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア)または無機/有機ハイブリッド材料のコア材料上に、無機(シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア)または無機/有機ハイブリッド材料表面層を独立に有する材料である。
その式の一態様は、式中、少なくともQの一部分が、脂肪族シラン基である。好ましい脂肪族基は、6から30個の炭素を有し、本発明の一態様では、脂肪族基は、18個の炭素を有する。
一態様では、Qは、Z−R1およびZ−R2から選択され、式中、R1は、高級アルキルであり、R2は、低級アルキルであり、Zは、コア材料Xに結合したシリコン、シロキサン、金属または金属酸化物を表し、そのようなZの開放原子価(open valences)は、水素またはヒドロキシル、R1またはR2である。本明細書で使用する、用語「低級アルキル」は、1から10個の炭素を有する炭素基を指し、用語「高級アルキル」は、10から40個の炭素を有する炭素基を指す。
好ましいZは、シランである。好ましくは、表面組成物は、Si−R1とSi−R2を組み合わせた表面濃度が、1平方メートルあたり0.40から3.2マイクロモルである。より好ましくは、1平方メートルあたり0.5から2.7マイクロモル、さらに好ましくは、1平方メートルあたり0.6から2.2マイクロモル。
一態様では、Wは、少なくとも1つの極性基を有するように選択され、Qは、少なくとも1つの疎水性基を有するように選択される。一態様では、極性基および疎水基は、25%または50%または90%よりもほぼ高い比率を定める。1つの例は、少なくとも一部分のWが、ヒドロキシル、および前記表面組成物上のヒドロキシルであり、Qが脂肪族基である場合である。
極性基および疎水性基は、比率として定めることもできる。本発明の一態様では、ヒドロキシルおよび脂肪族基が、濃度の比率を形成する、前記表面上の濃度を有し、組み合わせたSi−R1および/またはSiR2に対するヒドロキシルのその比率が、2.0−26、2.3−18、3.5−14、2.5−20または4.5−12となる。
該装置の一態様は、粒子形態の分離媒体、または多孔質モノリス材料としての分離媒体を特徴とする。一態様では、粒子は、0.4−3.0mmの直径を有する。一態様では、分離媒体は、0.5−1.7cm/gの細孔容積を有する。
本発明の実施形態は、流体試料に溶解または懸濁して潜在的に含まれている、タンパク質およびリン脂質を分離して、1種以上の小分子分析物の分析を可能にする方法を特徴とする。該方法は、既述した通りのハウジング、少なくとも1つの湿潤バリア要素、分離媒体および少なくとも1つの第1フリットをもつ装置を提供するステップを有する。該方法は、試料とタンパク質沈殿剤とを試料受入領域において組み合わせて、タンパク質の存在下でタンパク質沈殿薬、および処理された試料を形成するステップを有する。次いで、処理された試料は、チャンバーにわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用下で、湿潤バリア要素を通過させられる。処理された試料に潜在的に存在するリン脂質は、分離媒体において保持され、沈殿タンパク質は、該フリット、湿潤バリアまたは分離媒体に、またはこれらの辺りに保持される。小分子分析物は、出口開口部に移される。
キャップを特徴とする本方法の態様では、キャップは、チャンバーが試料を受け入れた後に、チャンバー上に置かれる。一態様は、該方法が、キャップを通して、前記試料受入領域と分離媒体空間との間の4”Hgの圧力差をかけることを含むチャンバーに、圧力差をかけるためのキャップを特徴とする。
遠心機に合うように構成され、配置されるハウジングを特徴とする、本発明の態様では、該方法は、ハウジングを遠心機に入れて、遠心機を作動させて、処理された試料を前記分離媒体へと移動させ、通過させるステップを含む。
チャンバーを空にするために真空源と協働するように構成され、配置されるハウジングを特徴とする、本発明の態様では、該方法は、前記チャンバー内の圧力差を生み出すために、真空源と連通する出口分離媒体空間を置くステップを含む。
本発明の装置は、キットに組み込むことによく適している。キットは、装置、および/または、例として、タンパク質沈殿試薬もしくはタンパク質沈殿剤、緩衝剤などの1種以上の薬剤もしくは試薬などの構成要素をこれらの使用説明書と共に含む、組立部品一式である。組立部品一式は、通常、最終使用者による使用のために、単一ユニットとして包装される。
本発明は、1種以上のタンパク質、リン脂質および小分子を潜在的に含んだ、液体試料を分離するための機器を含む。該機器は、(i)出口および入口を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁、(ii)湿潤バリアと出口との間にある分離媒体空間と、湿潤バリアと入口との間にある試料受入領域とを画定するように、出口と入口との間に配置される湿潤バリア、および(iii)湿潤バリアに近接して配置され、リン脂質に対して特異的親和性を有する分離媒体を含む。湿潤バリアは、(i)第1の力の下で、試料受入領域において、液体試料およびタンパク質沈殿剤を保持し、これにより、タンパク質沈殿物および処理された試料の形成を容易にし、(ii)第1の力よりも大きい第2の力の下で、処理された試料を湿潤バリアおよび分離媒体に流し、これにより、試料受入領域においてタンパク質沈殿物を保持し、分離媒体においてリン脂質を保持し、小分子を溶出するように適合される。
本発明は、1種以上のタンパク質、リン脂質および小分子を潜在的に含んだ、液体試料を分離するための方法を含む。該方法は、(i)出口および入口を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁、(ii)湿潤バリアと出口との間にある分離媒体空間と、湿潤バリアと入口との間にある試料受入領域とを画定するように、出口と入口との間に配置される湿潤バリア、および(iii)湿潤バリアに近接して配置され、リン脂質に対して特異的親和性を有する分離媒体を提供することを含む。さらに、該方法は、第1の力の下で、試料受入領域において、液体試料およびタンパク質沈殿剤を接触させ、これにより、タンパク質沈殿物および処理された試料を形成することを含む。さらに、該方法は、第1の力よりも大きい第2の力の下で、処理された試料を湿潤バリアおよび分離媒体に流し、これにより、試料受入領域において、タンパク質沈殿物の少なくとも一部を保持し、分離媒体においてリン脂質を保持し、小分子を溶出することを含む。
種々の実施形態では、第1の力は、チャンバーにわたる4”Hgより大きい流体差圧またはこれに事実上等しい遠心力である。
いくつかの実施形態では、機器は、湿潤バリアと一体化したまたは分離媒体と入口との間に配置される、第1フリットを含み、そこでは、第1フリットは、第2の力よりも大きい第3の力の下で、試料受入領域において、タンパク質沈殿薬を保持するように適合された複数の開口部を含む。方法は、そのようなフリットを提供することを含むことができる。第3の力は、チャンバーにわたる少なくとも20”Hgの流体差圧またはこれに事実上等しい遠心力であり得る。
ある種の実施形態では、リン脂質を保持することは、分離媒体において、リン脂質の少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%を保持することを含む。
本明細書に記述した種々の態様および特徴は、本発明の種々の実施形態に適合し、これらと組み合わせることができることが、当業者によって理解される。これらおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読み、以下に簡単に説明する図面を見ると、当業者に明らかになる。
本発明の特徴を具体化している装置を示す断面図である。 本発明の特徴を具体化している装置を示す図である。 本発明の特徴を具体化しているキットを示す図である。
これから、好ましい実施形態、および本発明を作製し、使用する最良の形態に関して、本発明を詳細に説明する。当業者は、説明した実施形態が、本明細書中の教示から逸脱することなく、改変および変更できることを認識する。
ここで、図1を見ると、数字11で概して示される、本発明の特徴を具体化している装置が、断面図で表されている。装置11は、流体試料に溶解または懸濁して潜在的に含まれている、タンパク質およびリン脂質の分離を行うことができ、小分子分析物の分析を可能にする。装置11は、以下の要素、すなわち、ハウジング15、第1フリット要素17、第2フリット要素19、湿潤バリア要素21、分離媒体23およびキャップ要素25を含む。一般に、本発明は、リン脂質を他の試料成分から分離するために使用することができる。他の試料成分としては、タンパク質、ペプチド、核酸、オリゴヌクレオチド、および/または、有機分子、既知の薬剤化合物、有望な薬剤化合物、脂質、糖、炭水化物および他のバイオポリマーなどの他の対象化合物を挙げることができる。
ハウジング15は、チャンバー29を画定する少なくとも1つの壁27、出口開口部31および入口開口部33を含む。ハウジング15は、少なくとも1つの壁が、単一のチャンバー29を画定している図1に表されている。図2は、複数のチャンバー29’を有するハウジング15’を画定する、少なくとも1つの壁27’を有する装置11’を表す。これらのチャンバー29’は、96ウェルプレート形式において構成され、配置される。しかし、当業者は、壁29’によって、任意の数のチャンバー29’を画定できることを認識する。チャンバーの数は、96個または別の8の倍数個であり得る。他の倍数個は可能であり、使用者の要求に基づいて選択することができる。
図1に関する以下の検討は、チャンバー29’が多数であることにより、同程度に詳述できない図2にも、同様に適用される。ここで図1を参照すると、ハウジング15は、ガラス、金属および/またはプラスチックなどの実質的に硬い材料で形成される。PEEKなどの成型可能なプラスチックが、当技術分野で知られている。
装置11は、出口開口部31に近い、チャンバー29内の分離媒体空間35と、入口開口部33に近い試料受入領域37とを画定するためにチャンバー29の中に位置する、少なくとも1つの湿潤バリア要素21を有する。試料受入領域37は、少なくとも1つの試料および少なくとも1種のタンパク質沈殿剤[図1および2に図示せず]を受け入れるように適合される。少なくとも1つの湿潤バリア要素21は、試料受入領域37において、少なくとも1つの試料、少なくとも1種のタンパク質沈殿剤および1種以上の沈殿タンパク質を留めておき、これにより、処理された試料の形成を容易にする。処理された試料は、溶解および/または懸濁して含まれるタンパク質が、全体または一部でタンパク質沈殿薬を形成しているおよび/または形成した試料であり得る。
種々の実施形態では、湿潤バリアは、(i)第1の力の下で、液体試料を保持し、(ii)第1の力よりも大きい第2の力の下で、その試料を湿潤バリアに流すように適合される。正確な力は、試料溶媒および組成、湿潤バリア材料および機器構成(例えば、試料受入領域における湿潤バリア表面)を含めた、いくつかの要因に基づいて変わる。種々の実施形態では、湿潤バリアは、試料、および、少なくとも75体積%アセトニトリルを含有する試料とアセトニトリルとの混合物と、90°より大きい接触角(非湿潤)を示す多孔質要素であり得る。多孔質要素の細孔径は、4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力が流体に適用されるまで、分離媒体の上方の試料混合物を保持するように選択され、浸透を妨げる。本明細書に記述した例について、この力は、約2.5lbs/インチと同等であり得る。
例えば、湿潤バリア要素21は、表面張力、細孔径および/または接触角により、流れに抵抗することによって、試料、1種以上のタンパク質沈殿剤、タンパク質沈殿薬および処理された試料を留めておく。処理された試料は、チャンバー29にわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用時に、分離媒体23に放出される。
湿潤バリア要素21は、フリット、スクリーン、膜、穴あきシート、布、フィルターおよび充填層などの多孔質または穴のある構造の群から選択することができる。好ましい湿潤バリア要素21は、フルオロカーボンポリマーで形成される、またはフルオロカーボンポリマーの表面を有する。フルオロカーボンポリマーは、当技術分野で既知であり、Teflon(登録商標)(DuPont、Delaware、USA)などの様々な商標で市販されている。例えば、限定されないが、湿潤バリア要素21は、ビーズもしくは粒子を被覆されたフルオロカーボンポリマーの充てん層、またはフルオロカーボンで形成されたビーズおよび粒子の充てん層、フルオロカーボンで被覆もしくは形成された、スクリーン、フリット、膜、穴あきシート、布、フィルターなどを含むことができる。スクリーン、フリット、膜、穴あきシート、布、フィルターは、金属(例えば、ステンレス鋼)、プラスチックおよびシリケートで好ましくはできている。
分離媒体23は、チャンバー29の分離空間35に含まれている。分離媒体23は、リン脂質に対して特異的親和性を有する。分離媒体23はまた、タンパク質に対して非特異的親和性を示すこともてきる、および/またはタンパク質沈殿薬を物理的に保持することができる。
種々の実施形態では、リン脂質に対する特異的親和性は、リン脂質の高い保持(例えば、>85%、>90%、>95%)の実現に反映される。種々の実施形態では、リン脂質に対する特異的親和性は、少なくとも2つの同時に存在する特定のタイプの相互作用物により、リン脂質が分離媒体と相互作用した結果として生じる。分離媒体上の2つのタイプの相互作用基としては、これらだけに限定されないが、(i)シラノール基または他の極性基、および(ii)C18基または他の疎水性基を挙げることができる。これらの少なくとも2つの同時に存在する特定のタイプの相互作用物の組み合わせは、非リン脂質様構造を有する類似の非極性分子の保持よりも、リン脂質の保持を高めることができる。
分離媒体23は、湿潤バリア要素21と第2フリット19との間に入っている。第2フリット19は、粒子状である分離媒体23の、層の完全性を維持する。分離媒体23が、多孔質モノリス材料である、または第2フリットの支持を必要としない類似の材料である実施形態では、第2フリット19は、必要とされない。
少なくとも1つの第1フリット17は、湿潤バリア要素21の上に示されている。種々の実施形態では、第1フリット17は、湿潤バリア要素21の位置を維持するために使用することができる。しかし、第1フリット17と湿潤バリア要素21の相対的な位置は、交換することができる。他の実施形態では、少なくとも1つの湿潤バリア要素は、少なくとも1つの第1フリットとしても機能する、または少なくとも1つの第1フリットは、組み込まれて、少なくとも1つの湿潤バリア要素21の一部である。例えば、少なくとも1つの第1フリット17は、フルオロカーボンポリマーで被覆することができる。そのような実施形態では、別個の第1フリットは、必要とされない。
少なくとも1つの第1フリット17および/または湿潤バリア要素21は、タンパク質沈殿薬を保持するように適合された大きさを有する、複数の開口部[図示せず]を有することができる。より詳細には、湿潤バリア要素21と組み合わせた少なくとも1つの第1フリット17は、少なくとも20”Hgの圧力差またはこれに等しい遠心力をチャンバー29に適用した時に、タンパク質沈殿薬を保持できるように適合させることができる。第1フリット17開口部は、タンパク質沈殿薬の形成、およびタンパク質沈殿薬を形成する条件と協働するように選択される。例えば、細孔が小さすぎる場合、沈殿物が第1フリットをふさぎ、試料は流れることができない。反対に、細孔が大きすぎる場合、沈殿物が、湿潤バリアに流れ、これをふさぐ。したがって、細孔の大きさは、使用者が保持したい沈殿物の大きさに基づいて選択することができる。使用者も、沈殿物の大きさをある程度制御する。例えば、より大きなタンパク質沈殿薬には、穏やかな混合およびより長い反応時間が好適であり得る。
1つの装置は、約5から500ミクロン、より好ましくは10から100ミクロンの開口部を有する、第1フリット17および少なくとも1つの湿潤バリア要素21を特徴とする。タンパク質沈殿薬およびリン脂質を保持することなどの、保持するという用語は、本明細書で使用する場合、必ずしも完全(例えば、100%保持)ではない。この用語は、例えば、50%、または75%、好ましくは90%のタンパク質沈殿薬および/またはリン脂質の保持を示すのに使用することができる。他の例としては、55、65、70、80、85、86、87、88、89、91、92、93、94、95、96、97、98または99%保持がある。
一実施形態は、湿潤バリア要素21および少なくとも1つの第1フリット17の開口部と類似または同一の大きさの開口部[図示せず]を有する、タンパク質沈殿薬を除去するための、第2フリット19を特徴とする。第2フリット19は、出口開口部31の近くに位置する。第2フリット19としては、1つ以上のフリット、膜、穴あきシート、スクリーン、フィルターおよびこれらの同等物を挙げることができる。
第3フリット[図示せず]は、例えば、湿潤バリア要素21の移動を制限するために、湿潤バリア要素21と分離媒体23との間に置くことができる。第3フリット[図示せず]は、好ましくは、少なくとも1つの第1フリットと同一または類似のものであり、第1フリット17、湿潤バリア要素21および第3フリット[図示せず]が、順序に関係なくチャンバー29の中に置くことができる集合体を形成することを可能にする。そのような集合体は、本質的に無方向性(例えば、上部面および底部面が本質的に同じであるという点で非対称性)であり、このことは、集合を容易にする。なぜなら、集合体の配向は、集合体がチャンバーに挿入される時に、調節される必要がないからである。
装置11は、試料受入領域37において、試料および少なくとも1種のタンパク質沈殿剤を受け入れ、タンパク質が試料受入領域37内に存在した場合に、沈殿タンパク質を形成し、チャンバー29にわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用時に、少なくとも1つの第1フリット17上で沈殿タンパク質を収集して、分離媒体23上にリン脂質を保持することができ、小分子が出口開口部31から溶出するのを可能にする。
図1は、チャンバー29が試料を受け入れた後にチャンバー29を閉じるキャップ25を有する装置11を表す。一態様では、キャップ25は、チャンバー内の圧力差を生み出すために流体圧源[図示せず]を受け入れるように構成され、配置される。例えば、一実施形態は、大気などのガスが受け入れられて、通過できる多孔質マットを有するキャップ25を特徴とする。ハウジング15は、チャンバー29の試料受入部分37に加圧して、湿潤バリア要素21に流体を通過させるために、圧力源と関連するマニホールドに置かれる。代替では、キャップ25は、圧力源と連通して置かれるホース接続部[図示せず]を有する。代替では、ハウジング15は、圧力源と関連するマニホールドに置かれ、圧力差が、出口開口部31を通る真空によって生み出される。
図1に表す通り、例示的装置11は、単一のチャンバー29および単一のキャップを有するように構成され、配置される。図2において、単一のハウジング15中に複数のチャンバー29を有する例示的装置11’は、複数のキャップ[図示せず];またはチャンバー29’と協働するように配置される、単一のキャップ部品中の複数のキャップ要素を有する、単一または一群のキャップのハウジング[図示せず];を有することができる。
ここで図1に戻ると、装置11は、遠心機に合うように構成され、配置されるハウジング15を有する。ハウジング15は、遠心機における、バイアルなどのための従来の開口部と協働するように、直径が約0.5から2.0センチメートルで、長さが4.0から20センチメートルである一般的な円筒形を有する。しかし、他の形、大きさおよび構成を使用することができる。保留領域51と示される、第2フリット19の下の領域は、試料が、少なくとも1つの第1フリット17、湿潤バリア要素21、分離媒体23および第2フリット19を流れた後に、その試料を収集することができる。
分離媒体23は、下式1に示すコア組成物および表面組成物を有する吸着剤であり得る:
W−[X]−Q 式1
上で使用する、Xは、コア組成物を表し、WおよびQは、Xではないコアまたは表面組成物の自由原子価を占有する。WおよびQが表面組成物を形成するように、Wは、水素またはヒドロキシル基であり、Qは、水素、ヒドロキシルおよび脂肪族シラン基の群から選択される。
種々の実施形態では、少なくともQの一部分は、脂肪族シラン基であり得る。好ましい脂肪族基は、6から30個の炭素を有する。1つの例では、脂肪族基は、18個の炭素を有する。
いくつかの実施形態では、Qは、Z−R1およびZ−R2から選択され、式中、R1は、高級アルキルであり、R2は、低級アルキルであり、Zは、コア材料Xに結合したシリコン、シロキサン、金属または金属酸化物を表し、そのようなZの開放原子価は、水素またはヒドロキシル、R1またはR2である。本明細書で使用する、用語「低級アルキル」は、1から10個の炭素を有する炭素基を指し、用語「高級アルキル」は、10から40個の炭素を有する炭素基を指す。
いくつかの実施形態では、Wは、少なくとも1つの極性基を有するように選択され、Qは、少なくとも1つの疎水性基を有するように選択される。一態様では、極性基および疎水基は、25%または50%または90%よりもほぼ高い比率を定める。ある種の実施形態では、疎水性基に対する極性基の比率は、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90または0.95であり得る。1つの例では、少なくともWの一部分は、ヒドロキシルであり、Qは、脂肪族基である。
極性基および疎水性基は、比率として定めることもできる。本発明の一態様では、ヒドロキシルおよび脂肪族基が、濃度の比率を形成する、前記表面上の濃度を有し、組み合わせたSi−R1および/またはSiR2に対するヒドロキシルのその比率が、2.0−26、2.3−18、3.5−14、2.5−20または4.5−12となる。
該装置の一態様は、粒子形態の分離媒体、または多孔質モノリス材料としての分離媒体を特徴とする。一態様では、粒子は、0.4−3.0mmの直径を有する。一態様では、分離媒体は、0.5から1.7cm/gの細孔容積を有する。
本発明の操作、および装置11の使用方法は、流体試料に溶解または懸濁して潜在的に含まれている、タンパク質およびリン脂質を分離して、1種以上の小分子分析物の分析を可能にする方法に関して説明される。ここで、図1を参照すると、該方法は、既述した通りのハウジング15、少なくとも1つの湿潤バリア要素21、分離媒体23および少なくとも1つの第1フリット17をもつ装置11を提供するステップを有する。試料は、試料受入領域37において、タンパク質沈殿剤と組み合わされて、タンパク質の存在下でタンパク質沈殿薬、および処理された試料を形成する。次いで、処理された試料は、4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用下で、湿潤バリア要素21を通過させられる。処理された試料に潜在的に存在するリン脂質は、分離媒体23において保持され、いかなる沈殿タンパク質も、少なくとも1つのフリット17、湿潤バリア要素21または分離媒体23に、またはこれらの辺りに保持される。小分子分析物は、存在する場合、最終試料の状態で、出口開口部に移される。
種々の実施形態では、キャップ25は、チャンバー29が試料を受け入れた後に、チャンバー29に置かれる。キャップ25は、試料受入領域37と分離媒体空間23との間の4”Hgより大きい、チャンバーにわたる圧力差を支えるように適合させることができる。圧力差は、キャップ25を通して正圧を適用することによって、または出口開口部31を通して真空を適用することによって生み出すことができる。
遠心機に合うように構成され、配置されるハウジング15を特徴とする、本発明の態様では、該方法は、ハウジング15を遠心機に入れる、および/または遠心機を作動させて、処理された試料を前記分離媒体23へと移動させ、通過させるステップを含むことができる。遠心機によって試料に適用される力は、チャンバーにわたる4”Hgより大きい圧力差に事実上等しい遠心力(例えば、湿潤バリアに試料を流すのに十分な力)であり得る。
本発明による装置は、キットに組み込むことによく適している。一般に、キットは、装置、および/または1種以上の薬剤もしくは試薬(例えば、タンパク質沈殿試薬またはタンパク質沈殿剤、緩衝剤など)および/または使用説明書などの構成要素一式を含むことができる。例示のキット55は、図3に表されている。キット55は、使用者による使用のために、箱61、容器、包装紙、袋または他の手段[図示せず]に単一ユニットとして包装された、装置11、キャップ25、タンパク質沈殿試薬の1つ以上のバイアル(そのうち1つだけが数字57を有して表されている。)、装置11、キャップ25およびバイアル57の使用説明書59を含む。一般に、キットは、使用または販売のために、本質的に、これらの構成要素、または本明細書で検討した他の構成要素のいかなる組み合わせも含むことができる。
プロトコル:本発明を、とりわけ多孔質のクロマトグラフィー材料の表面改質を説明している、以下の非限定的なプロトコルによって、さらに例示する。
材料:特に断りのない限り、すべての試薬を、そのまま使用した。当業者は、以下の供給品および供給業者の同等のものが存在し、したがって、以下に挙げた供給業者が限定的であると解釈されるべきではないことを認識する。
物理的特徴付け:当業者は、以下の器械および供給業者の同等のものが存在し、したがって、以下に挙げた機器が限定的であると解釈されるべきではないことを認識する。
%C値を、Coulometric Carbon Analyzer(モジュールCM5300、CM5014、UIC Inc.、Joliet、IL)または同等の分析器によって測定した。これらの材料の比表面積(SSA)、比細孔容積(SPV)および平均細孔直径(APD)を、多点N2収着法(Micromeritics ASAP 2400;Micromeritics Instruments Inc.、Norcross、GA)を使用して測定した。SSAは、BET法を使用して算出し、SPVは、P/P0>0.98について決定した一点値であり、APDは、BJH法を使用して、等温線の脱着レッグ(desorption leg)から算出した。粒度を、Beckman Coulter Multisizer 3分析器(Miami、FL)を使用して測定した。粒子直径(dp)を、体積基準粒度分布の50%累積径として測定した。シリカ上のシラノール濃度を、Perkin−Elmer TAC 7/DX熱分析コントローラーを有するPerkin−Elmer TGA 7熱重量分析器(Waltham、MA)を使用して、185−1000℃の温度範囲で測定した重量喪失、およびSSAによって決定した。
タンパク質沈殿の化学薬品および手順:ラットの血漿(Equitech−Bio Inc.、Kerrville TX)試料に、9つの分析物をスパイクし、表1に示した濃度にした。分析物は、カフェイン(Alfa aesar、Ward Hill、MA)を除いて、Sigma Aldrich(St Louis、MO)から購入した。ギ酸を、J.T.Baker、Phillipsburg、NJから購入した。アセトニトリルおよびメタノールを、Fisher、Fair Lawn、NJから購入した。
Figure 2013526719
1ccカートリッジについては、1部のプランク血漿と、1%(v/v)ギ酸(FA)を含有する3部のアセトニトリル(ACN)とを組み合わせることによって、タンパク質沈殿試料を調製した。これらの試料をボルテックスし、次いで、遠心機にかけて、沈殿物を除去した。半分の上清を、表1に列挙した分析物でスパイクまたは補強した。あとの半分は、ブランクのままにしておき、装置に通した後に、分析物混合物をスパイクした。850μLの分量の補強済み上清、または800μLのブランク上清を、2つのポリエチレンフリットの間に挟まれた30mgの合成吸着剤を含有する1ccカートリッジに加えた。重力供給を使用して、1ccカートリッジの出口で、抽出物を収集した。50μLの分析物混合物を、ブランク血漿試料からの抽出物に加えた。抽出物を、窒素流下で蒸発させ、200μLの80%メタノール水溶液を使用して再構成した。
Teflon(登録商標)フリットを使用して集めた、96ウェルプレート試料については、タンパク質沈殿ステップを、ウェルの中で実施した。テフロンフリットの目的は、出口開口部での4”Hgより大きい真空、または入口開口部での4”Hgより大きい正圧が超過されるまで、試料による層の浸透を妨げることである。テフロンフリットの使用は、4”Hgより大きい真空または4”Hgより大きい正圧が超過されるまで、試料による層の浸透を妨げる能力を有する、任意の他の十分に疎水性のフリット材料、膜、スクリーン、もしくはモノリシック構造、または部分の組み合わせなどの多孔質要素の非限定的例とみなす。
補強済みまたはスパイク済み血漿を、10倍濃度の分析物混合物を加えて、これを血漿で1:10に希釈することによって調製した。220μLの補強済み血漿を各ウェルに加え、その後に、600μLの1%FAのACNを加えた。回収のために参照標準として使用されるウェルに対して、200μLのブランク血漿を各ウェルに加え、その後に、600μLの1%FAのACNを加えた。自動ピペットを使用して、各ウェル中の600μLの試料を10回吸引および吐出することによって、試料を混合した。満たされていないまたは使用されていないウェルを粘着フィルムで覆ってから、真空マニホールド上の2mL96ウェル試料収集プレートの上にプレートを置いた。15−20”Hgの真空を、5分間適用した。ブランク血漿ウェルからの抽出物に、分析混合物20μL/ウェルを加えた。抽出物を、窒素流下で蒸発させ、80%メタノール水溶液200μL/ウェルを使用して再構成した。
96ウェルプレートでの混合は、ボルテックスすることを通して遂行することができる。沈殿溶媒を加えた後に、通気孔のないキャップマットを使用して、ウェルを密閉する。プレートを約1分間ボルテックスし、2mL収集プレートの上の真空マニホールド上に置いた。15−20”Hgの真空を適用し、次いで、大気に解放した。この連続作業を、5分間にわたって3回行う。真空の解放は、試料の上方の空間が、大気圧と再び平衡することを可能にする。これは、すでに空になっているウェルを通して空気損失を妨げることにより、十分に利用可能な真空を、最低速排出ウェルにわたって下ろすことが可能となることによって、各ウェルを空にすることを容易にする。キャップマットは、真空下での膨張に利用可能な空間を増やすための隔壁を有することができるが、通気孔をつけるべきではない。
リン脂質および分析物の分析:再構成した試料2μLを、以下の条件(表2)およびグラジエント法(表3)を実行するACQUITY UPLC(登録商標)System(Waters、Milford MA)上の1.8μmのACQUITY UPLC(登録商標)HSS T3カラム(Waters、Milford MA)に注入した。
Figure 2013526719
Figure 2013526719
モニタリングのために選択した5種類のリン脂質(PL)は、グリセロリン脂質と呼ばれるリン脂質のクラス、特に、ホスファチジルコリンと呼ばれるサブクラスに属し、すべてが、トリメチルアンモニウムエチルホスフェート頭部基(m/z184)を含有する。ホスファチジルコリンは、血漿中の全リン脂質の60−70%を占め、また、マトリックス効果の大部分についての原因であると考えられていることが当技術分野で広く知られている。選択した5種類のホスファチジルコリンのうちの2つは、リゾホスファチジルコリン(m/z496およびm/z524)であり、これらは、C−2の位置に脂肪酸エステルがないので、5種類のうちで最も疎水性が低い。
グラジエントにおける2つの異なる領域を使用する、正確な定量を可能にするために、9つの分析物(2.4分と7.0分の間に溶出する)および5種類のリン脂質(7.5分と12分の間に溶出する)を、上述のクロマトグラフィー条件およびグラジエントを使用して、互いから分離させる。MassLynx(商標)MS Software V4.1を使用して、エレクトロスプレーポジティブ(ES+)モードにおける、単一イオン記録(SIR)m/z496→m/z184、m/z524→m/z184、m/z704→m/z184、m/z758→m/z184、およびm/z806→m/z184をモニタリングする、Waters Quattro micro(商標)Mass Spectrometer(MS)を使用して、再構成試料および対照を、以下のリン脂質に関して分析した。吸着剤を通過した後の試料中に残っている(保持されない)リン脂質を、吸着剤を通過しなかった血漿上清(タンパク質沈殿物、ppt)中のリン脂質に対して定量した。リン脂質の分析に使用するMS条件を、下表に示す。リン脂質の結果は、吸着剤によって保持されたリン脂質%として報告し、下式に従って算出する。
Figure 2013526719
式中、PLpptは、吸着剤を通過する前の試料中の5つのPLの総面積であり、PL吸着剤は、吸着剤を通過した後の試料中に残っている5つのPLの総面積である。
Figure 2013526719
Waters ACQUITY PDA検出器を使用して得られたクロマトグラムからのピーク面積を使用して、回収を算出した。回収%を、以下の式を使用して、各分析物に関して算出した:再構成した補強済み試料の分析物ピーク面積/蒸発および再構成前を除き、吸着剤を通過した後に分析物をスパイクした、再構成したブランク試料の分析物ピーク面積。
[実施例1]
多孔質シリカ粒子(タイプA:44μmの不規則粒子20g;SSA=511m/g;SPV=0.73cm/g;APD=50Å、またはタイプB:20μmの球状粒子20g;SSA=338−345m/g;SPV=1.04cm/g;APD=101Å)を、トルエン(175mL、Fisher Scientific、Fairlawn、NJ)中で、1時間還流した。Dean−Starkトラップを使用して、混合物から、75mLの微量の水およびトルエンを除去した。冷却時に、イミダゾール(Aldrich、Milwaukee、WI)およびオクタデシルジメチルクロロシラン(ODMCS、Gelest Inc.、Morrisville、PA)を加えた。次いで、反応物を、16−18時間加熱還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させた。さらに、1bの試料を、アセトン/0.12M酢酸アンモニウム水溶液(Sigma Chemical Co.、St.Louis、MO)中で2時間還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、生成物1dを、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させた。反応物および生成物の分析データを、表4に示す。C18基の表面被覆率は、元素分析により測定した、表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定した。
Figure 2013526719
1ccカートリッジについて前述した手順を使用して、表5からの吸着剤を、1%FAのACN:タンパク質沈殿試料であるラット血漿が3:1の上清で試験した。3:1の比率は、LCカラム入口がタンパク質で汚れるのを防止するために、LC/MSの分析前に、血漿試料からのタンパク質を沈殿させるのに使用されることが多い。1%のギ酸を加えることは、残留シラノールと強く相互作用するおよび/またはタンパク質と強く結合すると思われる、分析物を回収する助けとなり、したがって、その手順が、一般に適用可能(一般的)となる。分析の結果は、表6に示す。
Figure 2013526719
リン脂質の十分な保持、および分析物の回収(通過)が、吸着剤1a−1d上で得られた。タンパク質沈殿試料から、有害レベルのリン脂質を除去するように設計された、装置における吸着剤の使用に成功したというには、最も極性の高いリン脂質を>95%保持すること、およびすべての分析物について>70%回収することが必要である。
吸着剤上のC18のμmol/m[C18]に対する、結合後の残留シラノールのμmol/m[Si−OHres]の比率を、以下の式を使用して、単官能性C18が結合した吸着剤に関して算出した:
Figure 2013526719
表5の吸着剤に関して算出したSi−OHres/C18の比率は、5.9から9.4の範囲であった。このSi−OHres/C18の比率の範囲は、75%アセトニトリルを含有するタンパク質沈殿試料を使用しながら、様々な分析物が装置を通過するのを可能にしつつ、リン脂質の保持に優れている。
[実施例2]
多孔質シリカ粒子(タイプA:44μmの不規則粒子20g;SSA=511m/g;SPV=0.73cm/g;APD=50Å)を、様々な量のオクタデシルジメチルクロロシラン(ODMCS、Gelest Inc.、Morrisville、PA)を使用して結合させ、粒子表面上に様々な量のリガンドを生成させた。実施例1で前述した一般手順を使用して、表7の材料を生成した。反応物および生成物の分析データを、表7に示す。C18基の表面被覆率は、元素分析により測定した、表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定した。
Figure 2013526719
1ccカートリッジについて前述した手順を使用して、表7からの吸着剤を、1%FAのACN:タンパク質沈殿試料であるラット血漿が3:1の上清で試験した。結果を表8に示す。
Figure 2013526719
表8のデータは、非結合型シリカを含めた、列挙したすべての吸着剤が、本発明者らの試験混合物中のすべての分析物を、良好に回収することを示している。そのデータはまた、Si−OHres/C18の比率が低下するほど、リン脂質、特に、m/z496を有するリゾホスファチジルコリン(LPC)により表8に示された、最も極性の高いリン脂質を除去することに対する吸着剤の効率が低下することも示している。焦点を、極性のリン脂質に当てる。なぜなら、これらは、LCカラム上で、分析物が溶出する同じ領域で、Littleらによって述べられている通り、逆相クロマトグラフィーで[J.Little,M.Wempe、C.Buchanan、J.Chromatogr.B 833(2006)219]、およびWengらによって述べられている通り、HILICクロマトグラフィーで[W.Jian、R.W.Edom、Y.g Xu、N.Weng、J.Sep.Sci.2010、33、1−17]、溶出する可能性が高いからである。
Si−OHres/C18の比率が3.5と2.4の間で、m/z496のLPCについての保持の、非常に劇的な喪失が存在し、最も疎水性の高い吸着剤2dは、所望の保持を達成せず、吸着剤2cは、この適用に依然として有用なままである。最も疎水性の高い吸着剤(2d)上で極性のLPCを保持することに失敗したことは、吸着剤のリン脂質親和性(phospholipotropic characteristic)が、表面のC18鎖との相互作用による、極性LPCの疎水性尾部の保持に依存するだけではないことを示している。
表8から、13.6のような高いSi−OHres/C18の比率に関して、吸着剤(2a)は、m/z496のLPCについての保持を幾らか失うことを示すことがさらに分かる。シリカAに関するデータから、モニタリングされたリン脂質は、シリカだけによって保持されないことが明らかである。非結合型シリカおよび最も疎水性の高い吸着剤(2d)で得られた、リン脂質保持の結果を合理的に説明することにより、表面のシラノールとC18基の両方が、本発明に要する、リン脂質の保持の向上に必要であることを主張することが、不合理とならない。特定の比率のSi−OHres/C18を含有する吸着剤のみが、タンパク質沈殿血漿/血清試料からのリン脂質の除去に理想的である。
[実施例3]
多孔質シリカ粒子(20μmの球状粒子40g;SSA=338m/g;SPV=1.04cm/g;APD=101Å)を、トルエン(275mL、Fisher Scientific、Fairlawn、NJ)中で、1時間還流した。Dean−Starkトラップを使用して、混合物から、75mLの微量の水およびトルエンを除去した。冷却時に、イミダゾール(1.8g、Aldrich、Milwaukee、WI)およびカルボメトキシエチルトリクロロシラン(CMTCS、3.1g、Gelest Inc.、Morrisville、PA)を加えた。次いで、反応物を、19.5時間加熱還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、材料を、アセトン/0.12M酢酸アンモニウム水溶液(Sigma Chemical Co.、St.Louis、MO)中で2時間還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、生成物2aを、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させた。反応物および生成物の分析データを、表9に示す。表面被覆率(1.55μmol/m)は、元素分析により測定した、ODMCS表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定した。
この材料の試料(10g)を、トルエン(275mL、Fisher Scientific、Fairlawn、NJ)中で、1時間還流した。Dean−Starkトラップを使用して、混合物から、75mLの微量の水およびトルエンを除去した。冷却時、イミダゾール(0.46g、Aldrich、Milwaukee、WI)およびオクタデシルジメチルクロロシラン(1.2g、ODMCS、Gelest Inc.、Morrisville、PA)を加えた。次いで、反応物を、4時間加熱還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、生成物2bを、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させた。反応物および生成物の分析データを、表9に示す。C18基による追加の表面被覆率(0.86μmol/m)は、元素分析により測定した、ODMCS表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定した。
Figure 2013526719
1ccカートリッジについて前述した手順を使用して、表9からの吸着剤を、1%FAのACN:タンパク質沈殿試料であるラット血漿が3:1の上清で試験した。結果を表10に示す。
Figure 2013526719
表10の非結合型シリカBおよびすべての結合型吸着剤は、そのすべての分析物を、良好に回収する。シリカBおよび吸着剤3aは、疎水性のC18基がないので、リン脂質を十分に保持しなかった。吸着剤3b上に、C18に加えて、カルボン酸および/またはこのエステルが存在することは、リン脂質の保持に不利益となっておらず、CBA+エステル基に置換されるシラノール基と同じように作用する。吸着剤3bと異なり、吸着剤3c上に、C18基に加えて、トリメチル(TMS)エンドキャップ基が存在することは、リン脂質の保持に不利益となっており、TMS基が、リン脂質に対する保持の向上をもたらす2つの基の相互作用に必要とされる、シラノール基への接近を妨害していることを示している。
データは、カルボン酸および/またはこのエステルが、吸着剤3bのリン脂質親和性を維持する一方で、吸着剤上のトリメチルシリル基の存在は、それを維持しないことを示している。吸着剤3bと3c上の総被覆量は、2.41μmol/mであり、どちらも、表面上に、0.9μmol/mのC18を有するが、それらの吸着剤の一方だけが、リン脂質に対して十分な保持を維持していることを指摘することが重要である。これらの吸着剤はいずれも、Si−OHres/C18の比率が、約7.8であり、この比率は、許容範囲にすでに入っている。カルボン酸および/またはこのエステルは、シラノールにより与えられる極性基と同様の極性基を与えるようなので、吸着剤3bは、PL保持を維持する。しかし、吸着剤3cは、リン脂質親和性がないので、Si−OHres/C18の比率が2.8の吸着剤として振る舞い(下表11を参照)、その比率は、PL保持が最適でない比率範囲に明らかに入っている。
シラノールおよびC18基へのリン脂質親和力は、これらの基だけに特有ではなく、上述のデータは、TMS基が、疎水性基の濃度を高めると仮定して、要約することができる。図11の比率は、極性基について合わせた被覆率(この場合では、[Si−OHres+CBAおよびエステル]。)を、疎水性基の合わせた被覆率(この場合では、[C18+TMS]。)で割ったものとして表した。保持されたPL%のデータを基にすると、ここで、表11のすべての吸着剤についての比率は、シリカ上にC18基だけを使用して作製された生成物に合う。全体として、データは、疎水性基の任意の数の組み合わせと共に極性基の任意の数の組み合わせが、リン脂質の保持の向上に要する、2つの基の相互作用として一緒になることができることを示している。
Figure 2013526719
[実施例4]
実施例1に記述した一般手順は、様々な異なる多孔質材料に適用することができる。これに含まれるのは、無機(シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア)または無機/有機ハイブリッド材料である、モノリシックで、球状の、粒状で、表面上多孔質で、不規則な材料である。また、これに含まれるのは、多孔質の無機(シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア)または無機/有機ハイブリッド材料のコア材料上に、無機(シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア)または無機/有機ハイブリッド材料表面層を独立に有する材料である。球状、粒状または不規則な材料の粒度は、1−500μm、より好ましくは1−60μm、より好ましくは15−30μmと様々であり得る。これらの材料のAPDは、30から2,000Å、より好ましくは40から200Å、より好ましくは45から160Åまで様々であり得る。これらの材料のSSAは、20から1000m/g、より好ましくは90から800m/g、より好ましくは150から600m/g、より好ましくは200から550m/gまで様々であり得る。これらの材料のTPVは、0.3から1.7cm/g、より好ましくは0.5から1.2cm/g、より好ましくは0.7から1.1cm/gまで様々であり得る。モノリシック材料のマクロポア直径は、0.1から30μm、より好ましくは0.5から25μm、より好ましくは1から20μmまで様々であり得る。
これらの反応物に使用する表面改質剤は、式(II)
Figure 2013526719
もしくは式(III)
Figure 2013526719
またはこれらの組み合わせ
[式中、
は、5−30、より好ましくは8−30、より好ましくは12−30、より好ましくは18からの整数であり、
は、0−30、より好ましくは0−18、より好ましくは0−6からの整数であり、
およびRの各存在は独立に、−OH、水素、メチル、エチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、イソプロピル、テキシル、置換または非置換アリール、環状アルキル、分枝アルキル、低級アルキルまたはY基を表し、
およびRの各存在は独立に、水素、メチル、エチル、n−ブチル、t−ブチル、i−プロピル、低級アルキルまたはA基を表し、
は独立に、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、置換または非置換アリール、シアノ、アミノ、ジオール、ニトロ、ニトロフェニル、カチオンまたはアニオン交換基、双性イオン基、単環式もしくは二環式の複素環系もしくはヘテロアリール環系、またはキラル部位を表し、
Yは、−H、−OH、−OR、−NR、−OSOCFまたは−Cl(ここで、Rは、水素、メチル、エチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、イソプロピル、テキシル、フェニル、分枝アルキルまたは低級アルキルを表す)を表し、
Aは、保護化、プロトン化または塩形態の、カルボン酸基を含むアルキルまたはアリールカチオン交換基、フェノール、イミド、スルホン酸、ボロン酸、ホスホン酸、または−R10SiOH(ここで、RおよびR10は独立に、メチル、エチル、n−ブチル、t−ブチル、i−プロピルまたは低級アルキルを表す)を表し、
=0の場合、Aは、有機基保護、プロトン化または塩形態の、カルボン酸基を含むアルキルまたはアリールカチオン交換基、フェノールまたは−OHを表す。]
を有するシランを含む。
カチオン交換基の保護基は、Protective Groups in Organic Synthesis[T.W.GreenおよびP.G.M.Wuts、John Wiley&Sons,Inc、1999]に記載されている通り、様々であり得る。
多孔質材料を、Dean−Starkトラップを使用して、トルエンを最低1時間還流させてから、乾燥させる。冷却時に、イミダゾールおよび表面改質剤を加える。表面改質剤の混合物を使用する反応物は、表面改質剤I/IIの比率が、1:99から99:1の範囲であり得る。1つ以上のタイプの表面改質剤Iおよび/または1つ以上のタイプの表面改質剤IIを使用する反応物は、タイプIの合計(I+I・・・Iと定める)対タイプIIの合計(II+II・・・IIjと定める)の比率が、1:99から99:1の範囲である、表面改質剤Iの合計/IIの合計の比率を有する。
反応物を、トルエン中で16−18時間加熱還流する。反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトンで連続的に洗浄する。pH2−10の間にpH調節されたアセトン水溶液を使用して、50℃で2−20時間加水分解を行うことができる。反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトンで連続的に洗浄する。
次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させる。得られる表面被覆率は、元素分析により測定した、表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定する。この手法によって得られる表面被覆率は、0.4から3.2μmol/m、より好ましくは0.5から2.7μmol/m、より好ましくは0.6から2.2μmol/mの範囲である。
Figure 2013526719
[実施例5]
実施例1に記述した一般手順を使用して、実施例5における吸着剤を調製した。
名目上細孔径が10μmである、厚さ1.5mmのTeflon(登録商標)フリットをウェル底部で使用し、25mgの下述の吸着剤5a、および、名目上細孔径が10μmである、厚さ1.0mmのTeflon(登録商標)上部フリットを使用して、96ウェルプレートを作製した。Teflon(登録商標)フリットは、ウェルの排出口先端での漏出により、試料を損失することなく、各ウェルにおける、血漿および1%FAのACN溶液の両方の充填および混合を可能にする。真空により、ウェルを空にする前の、1時間もの遅延時間によって、ウェルの排出口先端で、漏出する気配はなかった。加えて、漏出により試料を損失することなく、プレートを、3分までの間ボルテックスした。これまでの実施例とは異なり、タンパク質沈殿ステップを、プレート内で行った。手順の詳細は、前に示している。220μLのスパイク済みラット血漿、その後に600μLの1%FAのACNを、4つのウェルのそれぞれに加えた。別の4つのウェルに、220μLのブランクのラット血漿、その後に600μLの1%FAのACNを加えた。各ウェルの内容物を、600μLの容量を使用して、10回吸引し、試料を混合した。粘着テープを使用して、プレートにおける、満たされていないまたは使用されていないウェルを覆った。プレートを、真空マニホールド上の2mL96ウェル試料収集プレートの上に置いた。15−20”Hgの真空を、5分間適用した。この時間以内に空になったすべてのウェル、および試料抽出物は、目に見えるほど明らかになった。ラット血漿に補強するのに使用される20μLの分析物混合物を、ブランクのラット血漿からの抽出物の各ウェルに加えた。抽出後にスパイクしたこれらのウェルは、分析物が吸着剤を通過したスパイク済みラット血漿試料について、回収の度合いを確定するために使用する。すべての試料が蒸発するまで、すべての抽出物を、50℃のプレートで、窒素流下で乾燥させた。
Figure 2013526719
Figure 2013526719
このプレート構成の1つの利点は、プレートを使用して、高スループットタンパク質沈殿を行うことができることである。実施例5で提示した方法は、標準フリットを使用して吸着剤上に試料上清を充填する前に必要とされる、試料の移動、ボルテックスおよび遠心分離のステップを回避することによって、ウェル中でのタンパク質沈殿を用いて、効率が向上することを明示している。対照的に、ピペットでプレートに移した後に1%FAのACNの沈殿溶媒を加えた血漿を、吸引によって混合し、真空または正圧を使用して、試料収集プレートに溶出させる。試料は、そのままで分析することもできるし、検出感度を高めるために、蒸発させて、より小さい容量に再構成することもできる。このプロトコルは、市販のロボットシステムに完全に適合する。
[実施例6]
実施例1に記述した一般手順は、様々な異なる多孔質材料に適用することができる。これに含まれるのは、実施例4に記述した通り、シリカまたは無機/有機ハイブリッド材料である、モノリシックで、球状の、粒状で、不規則な材料である。
実施例4に記述した通りの多孔質材料を、Dean−Starkトラップを使用して、トルエンを最低1時間還流させてから、乾燥させる。冷却時に、イミダゾール、および実施例4に記述した通りの表面改質剤IIを加える。反応物を、トルエン中で16−18時間加熱還流する。反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトンで連続的に洗浄する。pH2−10の間にpH調節されたアセトン水溶液を使用して、50℃で2−20時間加水分解を行うことができる。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させる。代替的に、材料は、乾燥させずに使用することができる。得られる表面被覆率は、元素分析により測定した、表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定する。この手法によって得られる表面被覆率は、0.5から3.2μmol/m、より好ましくは0.6から2.7μmol/m、より好ましくは0.8から2.2μmol/mの範囲である。
さらに、これらの材料を、Dean−Starkトラップを使用して、トルエンを最低1時間還流させてから、乾燥させる。冷却時に、イミダゾール、および実施例4に記述した通りの表面改質剤Iを加える。反応物を、トルエン中で16−18時間加熱還流する。反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトンで連続的に洗浄する。pH2−10の間にpH調節されたアセトン水溶液を使用して、50℃で2−20時間加水分解を行うことができる。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させる。得られる表面被覆率は、元素分析により測定した、表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定する。この手法によって得られる表面被覆率は、0.5から3.2μmol/m、より好ましくは0.6から2.7μmol/m、より好ましくは0.8から2.2μmol/mの範囲である。
[実施例7]
実施例1に記述した一般手順は、様々な異なる多孔質材料に適用することができる。これに含まれるのは、実施例4に記述した通り、シリカまたは無機/有機ハイブリッド材料である、モノリシックで、球状の、粒状で、不規則な材料である。
実施例4に記述した通りの多孔質材料を、Dean−Starkトラップを使用して、トルエンを最低1時間還流させてから、乾燥させる。冷却時に、イミダゾール、および実施例4に記述した通りの表面改質剤Iを加える。反応物を、トルエン中で16−18時間加熱還流する。反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトンで連続的に洗浄する。pH2−10の間にpH調節されたアセトン水溶液を使用して、50℃で2−20時間加水分解を行うことができる。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させる。代替的に、材料は、乾燥させずに使用することができる。得られた表面被覆率は、元素分析により測定した、表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定する。この手法によって得られる表面被覆率は、0.5から3.2μmol/m、より好ましくは0.6から2.7μmol/m、より好ましくは0.8から2.2μmol/mの範囲である。
さらに、これらの材料を、Dean−Starkトラップを使用して、トルエンを最低1時間還流させてから、乾燥させる。冷却時に、イミダゾール、および実施例3に記述した通りの表面改質剤IIを加える。反応物を、トルエン中で16−18時間加熱還流する。反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、水およびアセトンで連続的に洗浄する。pH2−10の間にpH調節されたアセトン水溶液を使用して、50℃で2−20時間加水分解を行うことができる。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させる。得られる表面被覆率は、元素分析により測定した、表面改質の前および後の粒子%Cの違いによって決定する。この手法によって得られる表面被覆率は、0.5から3.2μmol/m、より好ましくは0.6から2.7μmol/m、より好ましくは0.8から2.2μmol/mの範囲である。
[実施例8]
式SiOの球状の20μm(タイプB)多孔質シリカ粒子(60g、Daiso Corporation、大阪、日本;0%C;SSA=345m/g;SPV=1.03cm/g;APD=99Å)を、Gelest Inc.、Morrisville、PAから購入したジルコニウムプロポキシドを使用して、米国特許出願US2008/0212906A1に記載され、実施例1に記述した方法によって、ジルコニアで被覆した。
ジルコニア被覆シリカの比表面積を、325m/gと測定した。ジルコニア被覆シリカのジルコニア含有率は、ICP−ACにより、2.9%であることが判明した。ジルコニア被覆シリカの炭素含有率を、2.3%と決定した。
30gのジルコニア被覆シリカを、トルエン(250mL、Fisher Scientific、Fairlawn、NJ)中で、1.5時間還流した。Dean−Starkトラップを使用して、混合物から、100mLの微量の水およびトルエンを除去した。冷却時に、1.33グラムのイミダゾール(Aldrich、Milwaukee、WI)および3.38gのオクタデシルジメチルクロロシラン(Gelest Inc.、Morrisville、PA)を加えた。次いで、反応物を、4時間加熱還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、アセトン、1:1v/vアセトン/水、およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させた。
オクタデシルジメチルクロロシラン結合後のジルコニア被覆シリカの炭素含有率を、8.3%と決定した。オクタデシルジメチルクロロシランの表面被覆率を、0.84μmol/mと決定した。
Figure 2013526719
Figure 2013526719
実施例5に記述した、同じ96ウェルプレート構成およびプロトコルを使用して、表15のデータを生み出させた。シリカと異なり、ジルコニアは、リン脂質に対して親和性を有することが知られ、そのことは、6a上で、リン脂質を83.4%除去していることによって実証されている。加えて、データは、0.84μmol/mのC18を、吸着剤(6b)に加えた時に、ジルコニア被覆シリカ(6a)上で、リン脂質の除去効率が高まったことを示している。ジルコニア被覆シリカにC18を加えることは、分析物の回収に悪影響を与えなかった。C18結合ジルコニア被覆シリカ(6b)およびC18結合シリカ(5a)上で、等量のリン脂質が除去されたが、C18結合シリカ(5a)上の平均回収率が高かったのは、ジルコニア被覆媒体(6aおよび6b)上の回収を阻害するルイス酸、ルイス塩基相互作用が存在しなかったからであると推定される。
[実施例9]
式SiOの不規則な40μm多孔質シリカ粒子(20g、Daiso Corporation、大阪、日本;0%C;SSA=433m/g;SPV=0.69cm/g;APD=52Å)を、トルエン(175mL、Fisher Scientific、Fairlawn、NJ)中で、1時間還流した。Dean−Starkトラップを使用して、混合物から、75mLの微量の水およびトルエンを除去した。冷却時に、1.18グラムのイミダゾール(Aldrich、Milwaukee、WI)および1.79gのオクタデシルジメチルクロロシラン(Gelest Inc.、Morrisville、PA)を加えた。次いで、反応物を、4時間加熱還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、アセトン、1;1v/vアセトン/水、およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させた。反応物および生成物の分析データを、表16に示す。
式SiOの不規則な40μm多孔質シリカ粒子(100g、Daiso Corporation、大阪;0%C;SSA=433m/g;SPV=0.69cm/g;APD=52Å)を、トルエン(600mL、Fisher Scientific、Fairlawn、NJ)中で、1時間還流した。Dean−Starkトラップを使用して、混合物から、100mLの微量の水およびトルエンを除去した。冷却時に、5.9グラムのイミダゾール(Aldrich、Milwaukee、WI)および15.0gのオクタデシルジメチルクロロシラン(Gelest Inc.、Morrisville、PA)を加えた。次いで、反応物を、4時間加熱還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、アセトン、1;1v/vアセトン/水、およびアセトン(すべて、Fisher Scientific製の溶媒)で連続的に洗浄した。次いで、生成物を、減圧下で、70℃で、16時間乾燥させた。反応物および生成物の分析データを、表16に示す。
Figure 2013526719
Figure 2013526719
表17に示す通り、C8とC18のPL除去効率は等しくない。C8の疎水性は、比率は、許容されるC18材料の比率の範囲内であるが、C18の疎水性よりも低く、この特定の適用に望まれる成果を達成していない。
[実施例10]
不十分に低い被覆率のC18結合材料がなかったので、提示したデータについての、その比率に対する除去されたリン脂質%のプロットは、観察される、この適用についてのリン脂質の保持を高める、狭い領域を説明することができない。しかし、逆数のプロットは、この点を確認するために、非結合型シリカ(比率=無限大;1/比率=0)を使用することができる。最も極性の高いリン脂質(リゾホスファチジルコリン)が、小分子のクロマトグラフ分析を妨げる可能性が最も高いので、その除去が、最も重要であり、所望の比率範囲を明示するために使用される。
C18表面濃度に対する残留シラノールの比率の逆数に対する、m/zが496であるリン脂質の除去%のプロットを下に示す。除去が90%を超えているグラフの領域は、13.6から3.5の比率に対応する。13.6より高く、3.5より低い比率は、90%よりも高い、496m/zリン脂質の除去をもたらす可能性があり、したがって、少なくともこの実施例においては、許容可能であると思われる。
Figure 2013526719
このプロットに加えるのは、シリカに関してこれまでに提示したデータからのポイントである。プロットにおける、材料についての包括的な一連のデータは、表18に提示する。
0と2.3μmol/mの間のC18被覆率の曲線を定める吸着剤は、C18の相互作用に対するシラノールの比率を変えることの、最も極性の高いリン脂質、すなわち、リゾホスファチジルコリンの除去/保持の効力への効果を明示している。許容される成果が達成される、明白な領域が定められている。
CBA基が極性基として作用する吸着剤3bの成果などの、許容される成果を示す他のポイントを、プロットに加えた。CBA基のみの被覆率は、C18と同値であると仮定して、4.9の比率(1/比率=0.20)をもたらすと思われ、もし、CBA基が、十分に疎水性が高ければ、リゾホスファチジルコリンの許容される除去を予測したと思われるが、今回の場合は、予想通り、所望の結果を与えなかった。
7aおよび7bのデータは、本発明における吸着剤の所望の成果が、C8結合シリカの使用によっても達成されないことを示している。本質的に同じ被覆率で、C18と結合した同じシリカは、リン脂質に対して必要な保持をする。ここでの違いは、C8基が、十分に疎水性ではなく、また、吸着剤の保持力が、C8吸着剤ついての被覆率を増やすことによって増大し得るが、これが、今回の場合、必要なシラノール基を損失してなされると思われることである。
Figure 2013526719

Claims (80)

  1. 出口開口部および入口開口部を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁を有するハウジング、
    前記出口開口部に近い、前記チャンバー内の分離媒体空間と、少なくとも1つの試料および少なくとも1種のタンパク質沈殿剤を受け入れるための、前記入口開口部に近い試料受入領域とを画定するために前記チャンバーの中に位置し、前記試料受入領域において、少なくとも1つの試料、少なくとも1種のタンパク質沈殿剤を留めておき、1種以上のタンパク質沈殿薬および処理された試料を形成し、チャンバー29にわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用時に、前記処理された試料を放出するための少なくとも1つの湿潤バリア要素、
    前記チャンバーの前記分離空間に含まれている分離媒体、前記分離媒体がリン脂質に対して特異的親和性を有し、
    少なくとも20”Hgの圧力差またはこれに等しい遠心力をチャンバーに適用した時に、少なくとも1つの第1フリットがタンパク質沈殿薬を保持することを可能にするために、タンパク質沈殿薬の大きさと協働するように選択される複数の第1フリット開口部を有し、組み込まれて、前記少なくとも1つの湿潤要素の一部である、または前記分離媒体と前記入口開口部との間に位置する少なくとも1つの第1フリット
    を含み、
    前記試料受入領域において、試料、および少なくとも1つのタンパク質沈殿剤開口部を受け入れ、タンパク質が前記試料受入領域内に存在した場合に1種以上のタンパク質沈殿薬、および処理された試料を形成し、チャンバーにわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用時に、前記フリット上で1種以上のタンパク質沈殿薬を収集して、前記処理された試料が、前記分離媒体に流れると、リン脂質が前記分離媒体上に保持され、小分子が前記出口開口部から溶出するのを可能にする、
    流体試料に溶解または懸濁して潜在的に含まれている、タンパク質およびリン脂質の分離を行って、小分子分析物の分析を可能にするための装置。
  2. 前記出口開口部の近くに位置する第2フリットをさらに含む、請求項1に記載の装置。
  3. 前記少なくとも1つの湿潤バリア要素が、前記第1フリット上のフルオロカーボンポリマー被覆物である、請求項1に記載の装置。
  4. 前記少なくとも1つの湿潤バリア要素が、フリット、スクリーン、膜、布およびフィルターの群から選択される、請求項1に記載の装置。
  5. 湿潤バリア要素が、前記試料と接触して置かれる表面を有し、前記表面が、疎水性である、請求項4に記載の装置。
  6. 前記表面が、フルオロカーボンポリマーである、請求項5に記載の装置。
  7. 前記ハウジングが、複数のチャンバーを有する、請求項1に記載の装置。
  8. 前記ハウジングが、96個のチャンバー、または96個のチャンバーの倍数個を与えるように構成され、配置される請求項7に記載の装置。
  9. 前記吸着剤が、下式1に表すコア組成物および表面組成物
    W−[X]−Q
    式1
    (上で使用する、Xは、コア組成物を表し、WおよびQは、Xではないコアまたは表面組成物の自由原子価を占有する;WおよびQが前記表面組成物を形成するように、Wは、水素またはヒドロキシル基であり、Qは、水素、ヒドロキシルおよび脂肪族シラン基の群から選択される。)
    を有する、請求項1に記載の装置。
  10. Qが、脂肪族シラン基である、請求項9に記載の装置。
  11. 前記脂肪族基が、6から30個の炭素を含む、請求項10に記載の装置。
  12. 前記脂肪族基が、18個の炭素を含む、請求項12に記載の装置。
  13. Qが、Z−RおよびZ−Rから選択され、式中、Rが、高級アルキルであり、Rが、低級アルキルであり、Zが、コア材料Xに結合したシリコン、シロキサン、金属または金属酸化物を表し、および前記Zの開放原子価が、水素またはヒドロキシル、RまたはRである、請求項10に記載の装置。
  14. Wが、少なくとも1つの極性基を有するように選択され、Qが、少なくとも1つの疎水性基を有するように選択される、請求項10に記載の装置。
  15. 前記極性基および疎水性基が、25%よりほぼ高い比率を定める、請求項15に記載の装置。
  16. 前記極性基および疎水性基が、50%より高い比率を定める、請求項15に記載の装置
  17. 前記極性基および疎水性基が、90%より高い比率を定める、請求項15に記載の装置。
  18. 前記媒体が、粒子形態をとる、請求項1に記載の装置。
  19. 前記粒子が、0.4−3.0mmの直径を有する、請求項19に記載の装置。
  20. 前記分離媒体が、0.5から1.7cm/gの細孔容積を有する、請求項1に記載の装置。
  21. 前記チャンバーが試料を受け入れた後に、前記チャンバーを閉じるキャップをさらに含む、請求項1に記載の装置。
  22. 前記キャップが、流体圧源を受け入れるように構成され、配置される、請求項22に記載の装置。
  23. 前記ハウジングが、遠心機に合うように構成され、配置される、請求項1に記載の装置。
  24. 前記ハウジングが、前記チャンバーを空にするために真空源と協働するように構成され、配置される、請求項1に記載の装置。
  25. 少なくとも一部分のWが、ヒドロキシル、および前記表面組成物上のヒドロキシルであり、およびQが、脂肪族基である、請求項9に記載の装置。
  26. 前記ヒドロキシルおよび脂肪族基が、濃度比率を形成する、前記表面上の濃度を有し、Si−R1に対するヒドロキシルの前記比率が、2.0−26である、請求項26に記載の装置。
  27. 前記比率が、2.3−18である、請求項27に記載の装置。
  28. 前記比率が、3.5−14である、請求項27に記載の装置。
  29. 少なくとも一部分のWが、ヒドロキシル、および前記表面組成物上のヒドロキシルであり、少なくともQの一部分が、脂肪族基であり、前記ヒドロキシルおよび脂肪族基が、2.5から20の比率を形成する、前記表面上での濃度を有する、請求項9に記載の装置。
  30. 前記比率が、3.5−16である、請求項30に記載の装置。
  31. 前記比率が、4.5−12である、請求項30に記載の装置。
  32. 前記分離媒体が、多孔質モノリス材料である、請求項1に記載の装置。
  33. 前記媒体が、0.5から1.7cm/gの細孔容積を有する、請求項33に記載の装置。
  34. 出口開口部および入口開口部を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁を有する前記ハウジング;前記出口開口部に近い、前記チャンバー内の分離媒体空間と、少なくとも1つの試料および少なくとも1種のタンパク質沈殿剤を受け入れるための、前記入口開口部に近い試料受入領域とを画定するために前記チャンバーの中に位置し、前記試料受入領域において、少なくとも1つの試料、少なくとも1種のタンパク質沈殿剤および1種以上の沈殿タンパク質を留めておき、チャンバーにわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用時に、前記試料を放出するための少なくとも1つの湿潤バリア要素;前記チャンバーの前記分離空間に含まれている分離媒体、前記分離媒体が、リン脂質に対して特異的親和性を有し;少なくとも20”Hgの圧力差またはこれに等しい遠心力をチャンバーに適用した時に、少なくとも1つの第1フリットがタンパク質沈殿薬を保持することを可能にするために、タンパク質沈殿薬の大きさと協働するように選択される複数の第1フリット開口部を有し、組み込まれて、前記少なくとも1つの湿潤要素の一部である、または前記分離媒体と前記入口開口部との間に位置する少なくとも1つの第1フリット;を有し、
    前記試料受入領域において、試料、および少なくとも1つのタンパク質沈殿剤開口部を受け入れ、タンパク質が前記試料受入領域内に存在した場合に沈殿タンパク質を形成し、チャンバーにわたる4”Hgより大きいガス差圧、またはこれに等しい遠心力の適用時に、前記フリット上で沈殿タンパク質を収集し、リン脂質が前記分離媒体上に保持されて、小分子が前記出口開口部から溶出するのを可能にする、
    装置を提供するステップ、
    試料とタンパク質沈殿試薬とを前記試料受入領域において組み合わせて、タンパク質の存在下でタンパク質沈殿薬、および処理された試料を形成するステップ、および
    4”Hgより大きいガス差圧またはこれに等しい遠心力の適用下で、前記処理された試料を、前記湿潤バリア要素に通過させ、前記処理された試料中のリン脂質が、前記分離媒体に保持され、沈殿タンパク質が、フリット、湿潤バリアまたは分離媒体に、またはこれらの辺りに保持され、小分子が、前記出口開口部に移されるステップ
    を含む、流体試料に溶解または懸濁して潜在的に含まれている、タンパク質およびリン脂質を分離して、1種以上の小分子分析物の分析を可能にする方法。
  35. 前記装置が、前記出口開口部の近くに位置する第2フリットをさらに含み、および前記小分子がこれを通過する、請求項35に記載の方法。
  36. 前記少なくとも1つの湿潤バリア要素が、前記第1フリット上のフルオロカーボンポリマー被覆物である、請求項35に記載の方法。
  37. 前記少なくとも1つの湿潤バリア要素が、フリット、スクリーン、膜、布およびフィルターの群から選択される、請求項35に記載の方法。
  38. 湿潤バリア要素が、前記試料と接触して置かれる表面を有し、前記表面が、疎水性である、請求項38に記載の方法。
  39. 前記表面が、フルオロカーボンポリマーである、請求項38に記載の方法。
  40. 前記ハウジングが、複数のチャンバーを有する、請求項35に記載の方法。
  41. 前記ハウジングが、96個のチャンバー、または96個のチャンバーの倍数個を与えるように構成され、配置される、請求項35に記載の方法。
  42. 前記吸着剤が、下式1に示すコア組成物および表面組成物
    W−[X]−Q
    式1
    (上で使用する、Xは、コア組成物を表し、WおよびQは、Xではないコアまたは表面組成物の自由原子価を占有する;WおよびQが前記表面組成物を形成するように、Wは、水素またはヒドロキシル基であり、Qは、水素、ヒドロキシルおよび脂肪族シラン基の群から選択される。)
    を有する、請求項35に記載の方法。
  43. Qが、脂肪族シラン基である、請求項43に記載の方法。
  44. 前記脂肪族基が、6から30個の炭素を含む、請求項44に記載の方法。
  45. 前記脂肪族基が、18個の炭素を含む、請求項44に記載の方法。
  46. Qが、Z−RおよびZ−Rから選択され、式中、Rが、高級アルキルであり、およびRが、低級アルキルであり、ならびにZが、コア材料Xに結合したシリコン、シロキサン、金属または金属酸化物を表し、前記Zの開放原子価が、水素またはヒドロキシル、RまたはRである、請求項43に記載の方法。
  47. Wが、少なくとも1つの極性基を有するように選択され、およびQが、少なくとも1つの疎水性基を有するように選択される、請求項43に記載の方法。
  48. 前記極性基および疎水性基が、25%よりほぼ高い比率を定める、請求項48に記載の方法。
  49. 前記極性基および疎水性基が、50%より高い比率を定める、請求項48に記載の方法
  50. 前記極性基および疎水性基が、90%より高い比率を定める、請求項48に記載の方法。
  51. 前記媒体が、粒子形態をとる、請求項35に記載の方法。
  52. 前記粒子が、0.4から3.0mmの直径を有する、請求項52に記載の方法。
  53. 前記分離媒体が、0.5から1.7cm/gの細孔容積を有する、請求項35に記載の方法。
  54. 前記チャンバーがサンプルを受け入れた後に、前記チャンバーを閉じるためのキャップ、前記チャンバーに圧力差をかけるための前記キャップをさらに含み、前記試料受入領域と前記分離媒体空間との間の4”Hgより大きい圧力差をかけることを含む、請求項35に記載の方法。
  55. 前記キャップが、流体圧源を受け入れるように構成され、配置される、請求項55に記載の方法。
  56. 前記ハウジングが、遠心機に合うように構成され、配置される、また、前記ハウジングを遠心機に入れて、遠心機を作動させて、前記処理された試料を前記分離媒体へと移動させ、通過させるステップを含む、請求項35に記載の方法。
  57. 前記ハウジングが、前記チャンバーを空にするために真空源と協働するように構成され、配置される、また、前記チャンバー内の圧力差を生み出すために、前記真空源と連通する前記出口分離媒体空間を置くステップを含む、請求項35に記載の方法。
  58. 少なくとも一部分のWが、ヒドロキシル、および前記表面組成物上のヒドロキシルであり、およびQが、脂肪族基である、請求項43に記載の方法。
  59. 前記ヒドロキシルおよび脂肪族基が、濃度比率を形成する、前記表面上の濃度を有し、Si−R1に対するヒドロキシルの前記比率が、2.0−26である、請求項59に記載の方法。
  60. 前記比率が、2.3−18である、請求項60に記載の方法。
  61. 前記比率が、3.5−14である、請求項60に記載の方法。
  62. 少なくとも一部分のWが、ヒドロキシル、および前記表面組成物上のヒドロキシルであり、および少なくともQの一部分が、脂肪族基であり、ならびに前記ヒドロキシルおよび脂肪族基が、2.5−20の比率を形成する、前記表面上での濃度を有する、請求項43に記載の方法。
  63. 前記比率が、3.5−16である、請求項63に記載の方法。
  64. 前記比率が、4.5−12である、請求項63に記載の方法。
  65. 前記粒子が、0.4−3.0mmの直径を有する、請求項52に記載の方法。
  66. 前記媒体が、0.5から1.7cm/gの細孔容積を有する、請求項35に記載の方法。
  67. 出口および入口を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁、
    湿潤バリアと出口との間にある分離媒体空間と、湿潤バリアと入口との間にある試料受入領域とを画定するように、出口と入口との間に配置される湿潤バリア、および
    湿潤バリアに近接して配置され、リン脂質に対して特異的親和性を有する分離媒体
    を含み、
    湿潤バリアが、(i)第1の力の下で、試料受入領域において、液体試料およびタンパク質沈殿剤を保持し、これにより、タンパク質沈殿物および処理された試料の形成を容易にし、(ii)第1の力よりも大きい第2の力の下で、処理された試料を湿潤バリアおよび分離媒体に流し、これにより、試料受入領域においてタンパク質沈殿物を保持し、分離媒体においてリン脂質を保持し、小分子を溶出するように適合される、
    1種以上のタンパク質、リン脂質および小分子を潜在的に含む液体試料を分離するための機器。
  68. 第1の力が、チャンバーにわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに事実上等しい遠心力である、請求項68に記載の機器。
  69. 湿潤バリアと一体化したまたは分離媒体と入口との間に配置される、第1フリットをさらに含み、第1フリットが、第2の力よりも大きい第3の力の下で、試料受入領域においてタンパク質沈殿薬を保持するように適合された複数の開口部を含む、請求項68に記載の機器。
  70. 第3の力が、チャンバーにわたる少なくとも20”Hgの流体差圧またはこれに事実上等しい遠心力である、請求項70に記載の機器。
  71. リン脂質を保持することが、分離媒体において、リン脂質の少なくとも85%を保持することを含む、請求項70に記載の機器。
  72. リン脂質を保持することが、分離媒体において、リン脂質の少なくとも90%を保持することを含む、請求項70に記載の機器。
  73. リン脂質を保持することが、分離媒体において、リン脂質の少なくとも95%を保持することを含む、請求項70に記載の機器。
  74. (i)出口および入口を有するチャンバーを画定する少なくとも1つの壁、(ii)湿潤バリアと出口との間にある分離媒体空間と、湿潤バリアと入口との間にある試料受入領域とを画定するように、出口と入口との間に配置される湿潤バリア、および(iii)湿潤バリアに近接して配置され、リン脂質に対して特異的親和性を有する分離媒体を提供するステップ、
    第1の力の下で、試料受入領域において、液体試料およびタンパク質沈殿剤を接触させ、これにより、タンパク質沈殿物および処理された試料を形成するステップ、および
    第1の力よりも大きい第2の力の下で、処理された試料を湿潤バリアおよび分離媒体に流し、これにより、試料受入領域において、タンパク質沈殿物の少なくとも一部を保持し、分離媒体においてリン脂質を保持し、小分子を溶出するステップ
    を含む、
    1種以上のタンパク質、リン脂質および小分子を潜在的に含む液体試料を分離するための方法。
  75. 第1の力が、チャンバーにわたる4”Hgより大きいガス差圧またはこれに事実上等しい遠心力である、請求項72に記載の方法。
  76. 湿潤バリアと一体化したまたは分離媒体と入口との間に配置される、第1フリット(iv)を提供することさらに含み、第1フリットが、第2の力よりも大きい第3の力の下で、試料受入領域においてタンパク質沈殿薬を保持するように適合された複数の開口部を含む、請求項72に記載の方法。
  77. 第3の力が、チャンバーにわたる少なくとも20”Hgの流体差圧またはこれに事実上等しい遠心力である、請求項74に記載の方法。
  78. リン脂質を保持することが、分離媒体において、リン脂質の少なくとも85%を保持することを含む、請求項72に記載の方法。
  79. リン脂質を保持することが、分離媒体において、リン脂質の少なくとも90%を保持することを含む、請求項72に記載の方法。
  80. リン脂質を保持することが、分離媒体において、リン脂質の少なくとも95%を保持することを含む、請求項72に記載の方法。
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